JPH07249581A - Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体結晶成長法 - Google Patents
Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体結晶成長法Info
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- JPH07249581A JPH07249581A JP3803494A JP3803494A JPH07249581A JP H07249581 A JPH07249581 A JP H07249581A JP 3803494 A JP3803494 A JP 3803494A JP 3803494 A JP3803494 A JP 3803494A JP H07249581 A JPH07249581 A JP H07249581A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 III −Ｖ族化合物半導体結晶成長法に関し、
ＨＢＴ等のベース層とエミッタ層を形成するIII −Ｖ族
化合物半導体層を同一温度で成長することができる手段
を提供する。 【構成】 ハロゲン化炭素とＶ族有機化合物を同時に供
給してIII −Ｖ族化合物半導体にカーボンをドープして
エピタキシャル成長する。この場合、ハロゲン化炭素と
して四臭化炭素を、Ｖ族有機化合物としてトリメチルア
ルシンを用いると好適である。またこの場合、III 族元
素としてガリウムが含まれる場合、そのガリウム原料と
してトリエチルガリウムを用いると好適である。
ＨＢＴ等のベース層とエミッタ層を形成するIII −Ｖ族
化合物半導体層を同一温度で成長することができる手段
を提供する。 【構成】 ハロゲン化炭素とＶ族有機化合物を同時に供
給してIII −Ｖ族化合物半導体にカーボンをドープして
エピタキシャル成長する。この場合、ハロゲン化炭素と
して四臭化炭素を、Ｖ族有機化合物としてトリメチルア
ルシンを用いると好適である。またこの場合、III 族元
素としてガリウムが含まれる場合、そのガリウム原料と
してトリエチルガリウムを用いると好適である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カーボンをドープする
方法に特徴を有するIII −Ｖ族化合物半導体結晶成長法
に関する。
方法に特徴を有するIII −Ｖ族化合物半導体結晶成長法
に関する。
【０００２】ヘテロバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）
はマイクロウェーブ領域で動作するトランジスタとして
実用化されている。ＨＢＴのベース層には１０19ｃｍ-3
台の高濃度のｐ型層が用いられ、ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ
のベース層に用いられるＧａＡｓ層へのｐ型ドーパント
としては、拡散し難く、急峻な不純物分布を実現するこ
とができるカーボンが最も有望視されている。
はマイクロウェーブ領域で動作するトランジスタとして
実用化されている。ＨＢＴのベース層には１０19ｃｍ-3
台の高濃度のｐ型層が用いられ、ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ
のベース層に用いられるＧａＡｓ層へのｐ型ドーパント
としては、拡散し難く、急峻な不純物分布を実現するこ
とができるカーボンが最も有望視されている。
【０００３】
【従来の技術】従来の、気相成長によってIII −Ｖ族化
合物半導体結晶層にカーボンをドープする方法として
は、
合物半導体結晶層にカーボンをドープする方法として
は、
【０００４】（１）砒素原料としてのアルシンＡｓＨ3
とＧａ原料としてのトリメチルガリウム（ＴＭＧ：（Ｃ
Ｈ3 ）3 Ｇａ）の供給量を調製してＴＭＧ中のカーボン
の一部をＧａＡｓ成長層中に取り込む。
とＧａ原料としてのトリメチルガリウム（ＴＭＧ：（Ｃ
Ｈ3 ）3 Ｇａ）の供給量を調製してＴＭＧ中のカーボン
の一部をＧａＡｓ成長層中に取り込む。
【０００５】（２）砒素原料としてトリメチルアルシン
（（ＣＨ3 ）3 Ａｓ）を用い、そのカーボンの一部をＧ
ａＡｓ成長層中に取り込む。
（（ＣＨ3 ）3 Ａｓ）を用い、そのカーボンの一部をＧ
ａＡｓ成長層中に取り込む。
【０００６】（３）ハロゲン化炭素（主に四塩化炭素Ｃ
Ｃｌ4 ）をドーパント原料として用い、そのカーボンの
一部をＧａＡｓ成長層中に取り込む。の３通りが行われ
てきた。
Ｃｌ4 ）をドーパント原料として用い、そのカーボンの
一部をＧａＡｓ成長層中に取り込む。の３通りが行われ
てきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの方法に
おいても、カーボンドーピングは成長温度に対して大き
な負の活性化エネルギーを示し、成長温度が低いほど高
濃度のカーボンがドープされる。ＨＢＴのベース層に
は、１０19ｃｍ-3台のドーピングが要求されるため、成
長温度は通常６００℃以下が選ばれる。
おいても、カーボンドーピングは成長温度に対して大き
な負の活性化エネルギーを示し、成長温度が低いほど高
濃度のカーボンがドープされる。ＨＢＴのベース層に
は、１０19ｃｍ-3台のドーピングが要求されるため、成
長温度は通常６００℃以下が選ばれる。
【０００８】一方、このベース層の上のｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ層は高品質が要求されるために高温の成長温度（通常
６５０℃）で堆積される。成長温度をこれより低温にす
ると、ＡｌＧａＡｓ層中の酸素濃度が増して、結晶品質
が劣化し、ＡｌＧａＡｓ層中でのマイノリティキャリア
の寿命が短くなり、その影響はＨＢＴの特性には電流増
幅率の低下として現れる。
ｓ層は高品質が要求されるために高温の成長温度（通常
６５０℃）で堆積される。成長温度をこれより低温にす
ると、ＡｌＧａＡｓ層中の酸素濃度が増して、結晶品質
が劣化し、ＡｌＧａＡｓ層中でのマイノリティキャリア
の寿命が短くなり、その影響はＨＢＴの特性には電流増
幅率の低下として現れる。
【０００９】したがって、従来の技術では、ベース層を
６００℃以下の低温で堆積し、成長を中断して成長温度
を６５０℃以上にしてから、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層を堆積
していた（Ｂ．Ｔ．Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ，Ｇ．Ｅ．Ｓ
ｔｉｌｌｍａｎ ａｎｄ Ｇ．Ｓ．Ｊａｃｋｓｏｎ，
“Ｃａｒｂｏｎ−ｄｏｐｅｄ ｂａｓｅ ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏ
ｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ
ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏ
ｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ
ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｅ ａｓ ａ ｄｏｐａｎ
ｔ ｓｏｕｒｃｅ ”，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ ５６（１９９０）３６１〜３６３；
Ｓ．Ｔａｎａｋａ ，Ｍ．Ｉｔｏ，Ｍ．Ｉｋｅｄａ ａ
ｎｄ Ｔ．Ｋｉｋｕｔａ，“ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｃ−ｄｏｐｅｄ ｂａｓ
ｅ ｇｒｏｗｎ ｂｙＡＰ−ＭＯＶＰＥ”，Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ１２４（１
９９２）８１２〜８１６参照）。
６００℃以下の低温で堆積し、成長を中断して成長温度
を６５０℃以上にしてから、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層を堆積
していた（Ｂ．Ｔ．Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ，Ｇ．Ｅ．Ｓ
ｔｉｌｌｍａｎ ａｎｄ Ｇ．Ｓ．Ｊａｃｋｓｏｎ，
“Ｃａｒｂｏｎ−ｄｏｐｅｄ ｂａｓｅ ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏ
ｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ
ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏ
ｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ
ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｅ ａｓ ａ ｄｏｐａｎ
ｔ ｓｏｕｒｃｅ ”，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ ５６（１９９０）３６１〜３６３；
Ｓ．Ｔａｎａｋａ ，Ｍ．Ｉｔｏ，Ｍ．Ｉｋｅｄａ ａ
ｎｄ Ｔ．Ｋｉｋｕｔａ，“ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｃ−ｄｏｐｅｄ ｂａｓ
ｅ ｇｒｏｗｎ ｂｙＡＰ−ＭＯＶＰＥ”，Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ１２４（１
９９２）８１２〜８１６参照）。
【００１０】ベース層とエミッタ層との間に成長中断を
入れると、中断中に界面に不純物が蓄積されて、得られ
るＨＢＴの特性を劣化させる可能性があるため、成長中
断をなくすことが望ましく、成長中断を避けるには、ベ
ース層とエミッタ層を同一温度で成長する必要がある。
入れると、中断中に界面に不純物が蓄積されて、得られ
るＨＢＴの特性を劣化させる可能性があるため、成長中
断をなくすことが望ましく、成長中断を避けるには、ベ
ース層とエミッタ層を同一温度で成長する必要がある。
【００１１】本発明は、ＨＢＴ等のベース層とエミッタ
層を形成するIII −Ｖ族化合物半導体層を、同一温度で
成長することができる手段を提供することを目的とす
る。
層を形成するIII −Ｖ族化合物半導体層を、同一温度で
成長することができる手段を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるIII −Ｖ
族化合物半導体結晶成長法においては、ハロゲン化炭素
とＶ族有機化合物を同時に供給して、III −Ｖ族化合物
半導体にカーボンをドープする工程を採用した。
族化合物半導体結晶成長法においては、ハロゲン化炭素
とＶ族有機化合物を同時に供給して、III −Ｖ族化合物
半導体にカーボンをドープする工程を採用した。
【００１３】この場合、ハロゲン化炭素として四臭化炭
素を、Ｖ族有機化合物としてトリメチルアルシンを用い
ることができる。
素を、Ｖ族有機化合物としてトリメチルアルシンを用い
ることができる。
【００１４】また、この場合、III 族の元素としてガリ
ウムが含まれている場合、そのガリウム原料として、ト
リエチルガリウムを用いることができる。
ウムが含まれている場合、そのガリウム原料として、ト
リエチルガリウムを用いることができる。
【００１５】
【作用】上記の課題は、ハロゲン化炭素と有機砒素原料
を同時に供給することによって達成される。このように
すると、従来より成長温度を高くしても、高濃度のカー
ボンをドープすることができるため、ＨＢＴのベース層
とエミッタ層の成長を中断することなく同一温度で連続
して成長することができるようになる。
を同時に供給することによって達成される。このように
すると、従来より成長温度を高くしても、高濃度のカー
ボンをドープすることができるため、ＨＢＴのベース層
とエミッタ層の成長を中断することなく同一温度で連続
して成長することができるようになる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明を適用した横型有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶ
Ｄ）装置の一例の説明図である。この図において、１は
アルシンシリンダ、２1 ，２2 ，２3 ，２4 ，２5 ，２
6 ，２7 はマスフローコントローラ、３1 は四臭化炭素
バブラー、３2 はトリエチルガリウムバブラー、３3 は
トリメチルガリウムバブラー、３4 はトリメチルアルシ
ンバブラー、４は成長炉、５はサセプター、６は赤外ラ
ンプ、７はＧａＡｓ基板、８は圧力計、９はポンプ、１
０はスクラバーである。
本発明を適用した横型有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶ
Ｄ）装置の一例の説明図である。この図において、１は
アルシンシリンダ、２1 ，２2 ，２3 ，２4 ，２5 ，２
6 ，２7 はマスフローコントローラ、３1 は四臭化炭素
バブラー、３2 はトリエチルガリウムバブラー、３3 は
トリメチルガリウムバブラー、３4 はトリメチルアルシ
ンバブラー、４は成長炉、５はサセプター、６は赤外ラ
ンプ、７はＧａＡｓ基板、８は圧力計、９はポンプ、１
０はスクラバーである。
【００１７】この横型有機金属化学気相成長装置におい
ては、水素等のキャリアガスをマスフローコントローラ
２3 によって流量を調節して四臭化炭素バブラー３1 に
導入し、四臭化炭素を圧力制御バルブとバルブを経て、
サセプター５上にＧａＡｓ基板７が載置され、底部を赤
外ランプ６によって加熱するようになっている成長炉４
に導入できるようになっている。
ては、水素等のキャリアガスをマスフローコントローラ
２3 によって流量を調節して四臭化炭素バブラー３1 に
導入し、四臭化炭素を圧力制御バルブとバルブを経て、
サセプター５上にＧａＡｓ基板７が載置され、底部を赤
外ランプ６によって加熱するようになっている成長炉４
に導入できるようになっている。
【００１８】また、水素等のキャリアガスをマスフロー
コントローラ２4 によって流量を調節してトリエチルガ
リウムバブラー３2 に導入し、トリエチルガリウムを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
コントローラ２4 によって流量を調節してトリエチルガ
リウムバブラー３2 に導入し、トリエチルガリウムを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
【００１９】また、水素等のキャリアガスをマスフロー
コントローラ２5 によって流量を調節してトリメチルガ
リウムバブラー３3 に導入し、トリメチルガリウムを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
コントローラ２5 によって流量を調節してトリメチルガ
リウムバブラー３3 に導入し、トリメチルガリウムを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
【００２０】また、水素等のキャリアガスをマスフロー
コントローラ２6 によって流量を調節してトリメチルア
ルシンバブラー３4 に導入し、トリメチルアルシンを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
コントローラ２6 によって流量を調節してトリメチルア
ルシンバブラー３4 に導入し、トリメチルアルシンを圧
力制御バルブとバルブを経て成長炉４に導入できるよう
になっている。
【００２１】そして、成長炉４からは、圧力計８によっ
て圧力をモニターし圧力制御バルブを経てポンプ９によ
って排気し、スクラバー１０によって無害化した後放出
するようになっている。
て圧力をモニターし圧力制御バルブを経てポンプ９によ
って排気し、スクラバー１０によって無害化した後放出
するようになっている。
【００２２】また、水素等のキャリアガスはマスフロー
コントローラ２2 を経て、成長炉４の導入側に導かれ、
反応炉内の流れを層流に保つ働きをする。また、水素等
のキャリアガスはマスフローコントローラ２1 を経て、
成長炉４の排気側に導かれ、原料ガスのベントラインの
圧力を成長炉の圧力とほぼ同じに保つ働きをする。
コントローラ２2 を経て、成長炉４の導入側に導かれ、
反応炉内の流れを層流に保つ働きをする。また、水素等
のキャリアガスはマスフローコントローラ２1 を経て、
成長炉４の排気側に導かれ、原料ガスのベントラインの
圧力を成長炉の圧力とほぼ同じに保つ働きをする。
【００２３】そしてまた、四臭化炭素バブラー３1 から
の四臭化炭素、トリエチルガリウムバブラー３2 からの
トリエチルガリウム、トリメチルガリウムバブラー３3
からのトリメチルガリウム、トリメチルアルシンバブラ
ー３4 からのトリメチルアルシンは、バルブ制御するこ
とによって成長炉４の排気側に直接導かれるようになっ
ている。
の四臭化炭素、トリエチルガリウムバブラー３2 からの
トリエチルガリウム、トリメチルガリウムバブラー３3
からのトリメチルガリウム、トリメチルアルシンバブラ
ー３4 からのトリメチルアルシンは、バルブ制御するこ
とによって成長炉４の排気側に直接導かれるようになっ
ている。
【００２４】また、アルシンシリンダ１からのアルシン
は、バルブ操作によってマスフローコントローラ２1 ，
２2 ，２3 ，２4 ，２5 ，２6 に導入され、あるいは、
マスフローコントローラ２7 によって流量を制御され
て、成長炉４の導入側または排気側に導かれるようにな
っている。
は、バルブ操作によってマスフローコントローラ２1 ，
２2 ，２3 ，２4 ，２5 ，２6 に導入され、あるいは、
マスフローコントローラ２7 によって流量を制御され
て、成長炉４の導入側または排気側に導かれるようにな
っている。
【００２５】この有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）
装置において、キャリアとしての水素を１０リットル／
分の流量で流し、成長炉４内の圧力を圧力コントロール
バルブで０．１気圧に保つ。
装置において、キャリアとしての水素を１０リットル／
分の流量で流し、成長炉４内の圧力を圧力コントロール
バルブで０．１気圧に保つ。
【００２６】また、成長炉４内のサセプター５に３イン
チ径のＧａＡｓ基板７を載せて赤外ランプ６によって加
熱する。この実施例においては、III 族原料として、ト
リエチルガリウム（ＴＥＧ：（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ）を用
い、ＴＥＧを１５℃に保ち、Ｖ族原料としては、トリメ
チルアルシン（ＴＭＡｓ：（ＣＨ3 ）3 Ａｓ）とアルシ
ン（ＡｓＨ3 ）を用い、ＴＭＡｓを１５℃に保つ。ま
た、カーボンドーパントソースとしては、ＣＢｒ4 を用
い、ＣＢｒ4 を１５℃に保つ。
チ径のＧａＡｓ基板７を載せて赤外ランプ６によって加
熱する。この実施例においては、III 族原料として、ト
リエチルガリウム（ＴＥＧ：（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ）を用
い、ＴＥＧを１５℃に保ち、Ｖ族原料としては、トリメ
チルアルシン（ＴＭＡｓ：（ＣＨ3 ）3 Ａｓ）とアルシ
ン（ＡｓＨ3 ）を用い、ＴＭＡｓを１５℃に保つ。ま
た、カーボンドーパントソースとしては、ＣＢｒ4 を用
い、ＣＢｒ4 を１５℃に保つ。
【００２７】従来、カーボンドーパントソースとしては
ＣＣｌ4 を用いることが一般的であったが、このＣＣｌ
4 がオゾン層破壊の一因となるため、ＣＣｌ4 の使用が
近々禁止となるため、この実施例ではＣＢｒ4 を用いた
（ＣＢｒ4 については、Ｎ．Ｉ．Ｂｕｃｈａｎ，Ｔ．
Ｆ．Ｋｕｅｃｈ，Ｇ．Ｓｃｉｌｌａ ａｎｄ Ｆ．Ｃａ
ｒｄｏｎｅ，“Ｃａｒｂｏｎ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ ｉｎ ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ
ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ ｇｒｏｗｎ ＧａＡｓ
ｕｓｉｎｇ ＣＨy Ｘ4-y ，ＴＥＧ ａｎｄ Ａｓ
Ｈ3 ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒ
ｏｗｔｈ １１０（１９９１）４０５〜４１４参照）。
ＣＣｌ4 を用いることが一般的であったが、このＣＣｌ
4 がオゾン層破壊の一因となるため、ＣＣｌ4 の使用が
近々禁止となるため、この実施例ではＣＢｒ4 を用いた
（ＣＢｒ4 については、Ｎ．Ｉ．Ｂｕｃｈａｎ，Ｔ．
Ｆ．Ｋｕｅｃｈ，Ｇ．Ｓｃｉｌｌａ ａｎｄ Ｆ．Ｃａ
ｒｄｏｎｅ，“Ｃａｒｂｏｎ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ ｉｎ ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ
ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ ｇｒｏｗｎ ＧａＡｓ
ｕｓｉｎｇ ＣＨy Ｘ4-y ，ＴＥＧ ａｎｄ Ａｓ
Ｈ3 ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒ
ｏｗｔｈ １１０（１９９１）４０５〜４１４参照）。
【００２８】ＴＥＧのバブリング流量を４００ｃｃ／ｍ
ｉｎ、ＴＭＡｓのバブリング流量を２５ｃｃ／ｍｉｎと
した。また、成長温度としては、充分良質のＡｌＧａＡ
ｓ層を成長することができる温度である６５０℃とし
た。
ｉｎ、ＴＭＡｓのバブリング流量を２５ｃｃ／ｍｉｎと
した。また、成長温度としては、充分良質のＡｌＧａＡ
ｓ層を成長することができる温度である６５０℃とし
た。
【００２９】図２は、ＣＢｒ4 の流量とホール濃度と成
長速度の関係図である。この図は、図１によって説明し
た有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置を用いてＡ
ｌＧａＡｓ層を成長した場合のＣＢｒ4 の流量と、約３
５０ｎｍ厚の試料について測定したホール濃度と成長速
度の関係を示すもので、横軸はＣＢｒ4のバブリング流
量、左縦軸はホール濃度、右縦軸は成長速度を示してい
る。
長速度の関係図である。この図は、図１によって説明し
た有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置を用いてＡ
ｌＧａＡｓ層を成長した場合のＣＢｒ4 の流量と、約３
５０ｎｍ厚の試料について測定したホール濃度と成長速
度の関係を示すもので、横軸はＣＢｒ4のバブリング流
量、左縦軸はホール濃度、右縦軸は成長速度を示してい
る。
【００３０】この図の白丸（○）に示されるように、Ｃ
Ｂｒ4 のバブリング流量にほぼ比例してホール濃度が増
し、ＣＢｒ4 のバブリング流量が２００ｓｃｃｍのとき
に４．３×１０19ｃｍ-3のホール濃度が得られた。この
値は、ＨＢＴのベース層として一般的に用いられる濃度
である。従来技術による６００℃より５０℃以上高い成
長温度で、これと同等の高濃度のホール濃度を得ること
ができた。
Ｂｒ4 のバブリング流量にほぼ比例してホール濃度が増
し、ＣＢｒ4 のバブリング流量が２００ｓｃｃｍのとき
に４．３×１０19ｃｍ-3のホール濃度が得られた。この
値は、ＨＢＴのベース層として一般的に用いられる濃度
である。従来技術による６００℃より５０℃以上高い成
長温度で、これと同等の高濃度のホール濃度を得ること
ができた。
【００３１】ＣＢｒ4 のバブリング流量を増すと、成長
速度は白四角（□）に示されるように減少して行くこと
がわかるが、その原因は、ＣＢｒ4 のＢｒによって一部
のＧａがエッチングされるからである。
速度は白四角（□）に示されるように減少して行くこと
がわかるが、その原因は、ＣＢｒ4 のＢｒによって一部
のＧａがエッチングされるからである。
【００３２】この図の黒丸（●）はＴＭＡｓの代わりに
等モルのアルシンを導入したときのホール濃度である。
この図に見られるように、この場合、ＴＭＡｓの場合の
約半分のホール濃度が得られた。このときの成長速度は
ＴＭＡｓの場合と同じであった。カーボンドープについ
てはＣＢｒ4 とＴＭＡｓでほぼ等分の寄与である。ＴＭ
Ａｓを用いると、ＣＢｒ4 の流量を約半分にしても同じ
レベルのホール濃度が得られるので、成長速度の減少を
少なくすることができて有利である。
等モルのアルシンを導入したときのホール濃度である。
この図に見られるように、この場合、ＴＭＡｓの場合の
約半分のホール濃度が得られた。このときの成長速度は
ＴＭＡｓの場合と同じであった。カーボンドープについ
てはＣＢｒ4 とＴＭＡｓでほぼ等分の寄与である。ＴＭ
Ａｓを用いると、ＣＢｒ4 の流量を約半分にしても同じ
レベルのホール濃度が得られるので、成長速度の減少を
少なくすることができて有利である。
【００３３】従来技術においては、Ｇａ原料としてＴＭ
Ｇを用いていた。ＴＭＧはＴＥＧに比べてＧａとカーボ
ンの結合が強いため、ＴＭＧ中の一部のカーボンが結晶
中に取り込まれる。今回の実施例でも、ＴＭＧを用いる
とさらにホール濃度を上げることが可能ではないかと期
待してＴＭＧを用いてみた。しかし、得られた結晶の表
面は荒れており、半導体装置の基板として使うことはで
きなかった。
Ｇを用いていた。ＴＭＧはＴＥＧに比べてＧａとカーボ
ンの結合が強いため、ＴＭＧ中の一部のカーボンが結晶
中に取り込まれる。今回の実施例でも、ＴＭＧを用いる
とさらにホール濃度を上げることが可能ではないかと期
待してＴＭＧを用いてみた。しかし、得られた結晶の表
面は荒れており、半導体装置の基板として使うことはで
きなかった。
【００３４】その原因は、ＴＭＧの分解により生成した
メチル基が表面のＴＭＡｓの分解を阻害して結晶成長に
必要な量のＡｓが供給されないためであると推定でき
る。ＴＥＧを用いるとメチル基が生成されないため、Ｔ
ＭＡｓの分解が表面において起こり、得られる結晶の表
面は鏡面である。
メチル基が表面のＴＭＡｓの分解を阻害して結晶成長に
必要な量のＡｓが供給されないためであると推定でき
る。ＴＥＧを用いるとメチル基が生成されないため、Ｔ
ＭＡｓの分解が表面において起こり、得られる結晶の表
面は鏡面である。
【００３５】この実施例においては、従来から用いられ
ていたＴＭＧではなく、ＴＥＧをＧａ原料とすることに
よって好結果が得られた。しかし、ＴＥＧ以外のＧａ原
料でも使用可能であり、例えば、トリイソブチルガリウ
ム（（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 Ｇａ）が有効に使えることがわ
かった。
ていたＴＭＧではなく、ＴＥＧをＧａ原料とすることに
よって好結果が得られた。しかし、ＴＥＧ以外のＧａ原
料でも使用可能であり、例えば、トリイソブチルガリウ
ム（（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 Ｇａ）が有効に使えることがわ
かった。
【００３６】以上の実験的知見により、この実施例によ
れば、従来技術による場合よりも高い成長温度において
も高濃度のカーボンドープを実現することができる。そ
の結果、ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ結晶作製において、ベー
ス層とエミッタ層の成長温度を同じにして従来必要であ
った成長中断を省き、高品質のベース層、エミッタ層間
の接合を得ることができる。
れば、従来技術による場合よりも高い成長温度において
も高濃度のカーボンドープを実現することができる。そ
の結果、ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ結晶作製において、ベー
ス層とエミッタ層の成長温度を同じにして従来必要であ
った成長中断を省き、高品質のベース層、エミッタ層間
の接合を得ることができる。
【００３７】上記の実施例においてはＡｌＧａＡｓにつ
いて説明したが、本発明はＧａＰ等のIII −Ｖ族化合物
半導体にも適用でき、また、一般にハロゲン化炭素、Ｖ
族有機化合物を用いる場合についても適用することがき
る。
いて説明したが、本発明はＧａＰ等のIII −Ｖ族化合物
半導体にも適用でき、また、一般にハロゲン化炭素、Ｖ
族有機化合物を用いる場合についても適用することがき
る。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ結晶作製において、従来必要であ
ったベース層とエミッタ層の成長工程における成長中断
を省くことができるためＨＢＴの特性向上にとって有利
である。
ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴ結晶作製において、従来必要であ
ったベース層とエミッタ層の成長工程における成長中断
を省くことができるためＨＢＴの特性向上にとって有利
である。
【図１】本発明を適用した横型有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）装置の一例の説明図である。
（ＭＯＣＶＤ）装置の一例の説明図である。
【図２】ＣＢｒ4 の流量とホール濃度と成長速度の関係
図である。
図である。
１ アルシンシリンダ ２1 ，２2 ，２3 ，２4 ，２5 ，２6 ，２7 マスフロ
ーコントローラ ３1 四臭化炭素バブラー ３2 トリエチルガリウムバブラー ３3 トリメチルガリウムバブラー ３4 トリメチルアルシンバブラー ４ 成長炉 ５ サセプター ６ 赤外ランプ ７ ＧａＡｓ基板 ８ 圧力計 ９ ポンプ １０ スクラバー
ーコントローラ ３1 四臭化炭素バブラー ３2 トリエチルガリウムバブラー ３3 トリメチルガリウムバブラー ３4 トリメチルアルシンバブラー ４ 成長炉 ５ サセプター ６ 赤外ランプ ７ ＧａＡｓ基板 ８ 圧力計 ９ ポンプ １０ スクラバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/73
Claims (3)
- 【請求項１】 ハロゲン化炭素とＶ族有機化合物を同時
に供給して、III −Ｖ族化合物半導体にカーボンをドー
プすることを特徴とするIII −Ｖ族化合物半導体結晶成
長法。 - 【請求項２】 ハロゲン化炭素として四臭化炭素を、Ｖ
族有機化合物としてトリメチルアルシンを用いることを
特徴とする請求項１に記載されたIII −Ｖ族化合物半導
体結晶成長法。 - 【請求項３】 III 族の元素としてガリウムが含まれて
おり、そのガリウム原料として、トリエチルガリウムを
用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
されたIII −Ｖ族化合物半導体結晶成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3803494A JPH07249581A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3803494A JPH07249581A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249581A true JPH07249581A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12514273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3803494A Withdrawn JPH07249581A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249581A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077772A (ja) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 半導体レ―ザ装置 |
| JP2002118327A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 化合物半導体装置の製造方法 |
| JP2004183096A (ja) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 排気経路におけるパウダ生成を防止できる原子層蒸着装置 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP3803494A patent/JPH07249581A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077772A (ja) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 半導体レ―ザ装置 |
| JP4608040B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2011-01-05 | アバゴ・テクノロジーズ・ファイバー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 半導体レーザ装置 |
| JP2002118327A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 化合物半導体装置の製造方法 |
| JP2004183096A (ja) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 排気経路におけるパウダ生成を防止できる原子層蒸着装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |